WO2022244175A1 - 形状測定装置 - Google Patents

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WO2022244175A1
WO2022244175A1 PCT/JP2021/019128 JP2021019128W WO2022244175A1 WO 2022244175 A1 WO2022244175 A1 WO 2022244175A1 JP 2021019128 W JP2021019128 W JP 2021019128W WO 2022244175 A1 WO2022244175 A1 WO 2022244175A1
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WO
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line light
image
light
measurement area
measurement
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/019128
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English (en)
French (fr)
Inventor
友也 新井
裕之 河野
敬太 望月
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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Priority to JP2023522109A priority patent/JP7450813B2/ja
Priority to DE112021007686.8T priority patent/DE112021007686T5/de
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/2518—Projection by scanning of the object
    • G01B11/2522—Projection by scanning of the object the position of the object changing and being recorded

Definitions

  • the present disclosure relates to a shape measuring device.
  • a contact measurement method and a non-contact measurement method are known as methods for measuring the three-dimensional shape of an object.
  • the light section method is widely used.
  • a light projecting unit irradiates an object with line light
  • an imaging unit captures an image of the line light projected onto the object.
  • the direction of the imaging visual field of the imaging unit is different from the irradiation direction of the line light.
  • the three-dimensional shape of an object is determined based on images that are sequentially obtained by moving the position of the object relative to an optical system that includes a light projecting unit and an imaging unit. measured.
  • the resolution of the shape measuring device is the value obtained by dividing the imaging field of view of the imaging unit by the number of pixels. Therefore, when the measurement range in the height direction of the object is widened, the resolution is lowered.
  • a shape measuring apparatus having two imaging units is known. See, for example, US Pat.
  • Patent Literature 1 has a problem of high cost because two imaging units are provided. Moreover, in the configuration of Patent Document 1, the number of image data required for the measurement process increases, so there is also the problem that the computational load increases. Furthermore, the configuration of Patent Document 1 requires synchronous control for synchronizing the images acquired by the two imaging units, which also poses a problem of complicating the apparatus.
  • An object of the present disclosure is to provide a low-cost, low-calculation load, and simple shape measuring device.
  • a shape measuring apparatus includes a first light projecting unit that emits first line light that is linear light and a second line light that is linear light, and a first imaging unit. capturing an image of an object having a field of view and passing through a first measurement region, which is a region where a first plane through which the first line light passes and the first imaging field of view intersect; A first imaging for imaging the object passing through a second measurement area different from the first measurement area, which is an area where a second plane through which line light passes and the first imaging field of view intersect. a first image that is an image of a portion of the object that is irradiated with the first line light that passes through the first measurement region; and the object that passes through the second measurement region. and a measuring unit that measures the shape of the object based on a second image that is an image of a portion irradiated with the second line light.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a shape measuring device according to Embodiment 1 and a first object
  • FIG. 2 is a view of the shape measuring apparatus according to Embodiment 1 and the first object at the time of starting measurement as seen in the X-axis direction
  • 4A and 4B are diagrams showing an example of transition of images captured by the imaging unit shown in FIGS. 1 to 3 when the first object passes through the first measurement area
  • FIG. (A) is a view of the shape measuring apparatus according to Embodiment 1 and a second object at the start of measurement, as seen in the X-axis direction.
  • FIG. 4 is a diagram showing; FIG. 11 is a view of the shape measuring device and the object according to Embodiment 2 as viewed in the X-axis direction; FIG. 11 is a view of a shape measuring device and an object according to Embodiment 3 as viewed in the X-axis direction; FIG. 11 is a view of a shape measuring device and an object according to Embodiment 4 as viewed in the X-axis direction;
  • a shape measuring device according to an embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.
  • the following embodiments are merely examples, and the embodiments can be combined as appropriate and each embodiment can be modified as appropriate.
  • the shape measuring device measures the three-dimensional shape of an object to be measured (hereinafter also referred to as "object") by the light section method.
  • object an object to be measured
  • the drawing shows the coordinate axes of the XYZ orthogonal coordinate system.
  • the X-axis and Y-axis are coordinate axes parallel to the reference plane S on which the object is placed.
  • the Y-axis is a coordinate axis parallel to the scanning direction of the shape measuring device.
  • the Z-axis is a coordinate axis orthogonal to the X-axis and the Y-axis, and is the direction of the height of the object to be measured from the reference plane S.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a shape measuring apparatus 100 and a first target object 110 according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a diagram of the shape measuring apparatus 100 and the first object 110 shown in FIG. 1 as viewed in the X-axis direction.
  • a first object 110 (hereinafter also referred to as “object 110”) is an example of a measurement object.
  • the shape measuring apparatus 100 includes a light projecting section 10 (hereinafter also referred to as “first light projecting section 10"), an imaging section 20 (hereinafter also referred to as “first imaging section 20”), and a measuring section. 50.
  • the light projecting unit 10 emits a first line light L1 that is linear light and a second line light L2 that is linear light.
  • the light projecting unit 10 emits two line lights.
  • the first line light L1 and the second line light L2 are lights that spread in the X-axis direction.
  • the first line light L ⁇ b>1 and the second line light L ⁇ b>2 are projected onto the surface of the first object 110 .
  • the shape of each image (pattern) of the first line light L1 and the second line light L2 projected onto the surface of the first object 110 is a line shape extending in the X-axis direction. Note that the light projecting unit 10 may emit three or more line lights.
  • the second line light L2 is emitted from a position distant from the first line light L1 in the Y-axis direction, which is the predetermined scanning direction.
  • the second line light L2 is parallel to the first line light L1 in the X-axis direction.
  • the second line light L2 may be parallel to the first line light L1 in one predetermined direction, not limited to the X-axis direction.
  • the light projecting unit that emits the first line light L1 and the light projecting unit that emits the second line light L2 may be separate bodies.
  • the wavelength of the first line light L1 may be different from the wavelength of the second line light L2, and the power of the first line light L1 may be different from the power of the second line light L2. good.
  • the light projecting section 10 has, for example, a spot light source 10a, a collimator lens 10b, and a cylindrical lens 10c.
  • the collimator lens 10b collimates the light emitted from the spot light source 10a.
  • the cylindrical lens 10c makes the pattern of the light collimated by the collimating lens 10b linear. Thereby, the first line light L1 and the second line light L2 are formed.
  • the imaging unit 20 is, for example, a camera having a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor.
  • the imaging unit 20 has an imaging field of view F1 (hereinafter also referred to as “first imaging field of view F1”).
  • the direction of the imaging visual field F1 is different from the irradiation direction of the first line light L1 and the second line light L2 by the light projecting unit 10 .
  • the imaging unit 20 images the first object 110 passing through the first measurement area Z1.
  • the first measurement area Z1 is an area where the first line light L1 and the imaging field of view F1 intersect.
  • the first measurement area Z1 is an area where the first plane V1 through which the first line light L1 passes and the field of view F1 intersect.
  • the first plane V1 is a virtual XZ plane.
  • a height H1 of the first object 110 from the reference plane S is included in the first measurement area Z1.
  • the first line light L1 and the second line light L2 may not be parallel to the XZ plane depending on the incident angle, they are irradiated along the XZ plane. Therefore, each of the first plane V1 and the second plane V2 through which the second line light L2 (to be described later) passes will be referred to as a "virtual XZ plane".
  • the imaging unit 20 acquires an image of a portion of the first object 110 passing through the first measurement area Z1, which is irradiated with the first line light L1.
  • a portion of the first object 110 irradiated with the first line light L1 is, for example, a surface (hereinafter also referred to as “upper surface”) 111 of the surface of the first object 110 facing the +Z-axis direction. is.
  • the imaging unit 20 images the second object 120 passing through a second measurement area Z2 different from the first measurement area Z1.
  • the second measurement area Z2 is an area where the second line light L2 and the imaging field of view F1 intersect.
  • the second measurement area Z2 is an area where the second plane V2 through which the second line light L2 passes and the field of view F1 intersect.
  • a second plane V2 is a virtual XZ plane.
  • the second measurement area Z2 is arranged closer to the light projecting section 10 (that is, +Z-axis side) than the first measurement area Z1.
  • the second measurement area Z2 is arranged adjacent to the first measurement area Z1 in the Z-axis direction.
  • the second measurement area Z2 does not overlap the first measurement area Z1 in the Z-axis direction. If most of the second measurement area Z2 does not overlap the first measurement area Z1, part of the second measurement area Z2 may overlap the first measurement area Z1. That is, the second measurement area Z2 should include an area that does not overlap with the first measurement area Z1.
  • the incident angle of the second line light L2 with respect to the normal W of the reference plane S (for example, the angle ⁇ shown in FIG. 2) is different from the incident angle of the first line light L1. .
  • the first line light L1 is incident along the normal line W on the object. Therefore, the incident angle of the first line light L1 to the object is 0 degrees.
  • the angle of incidence of the second line light L2 on the object is an angle ⁇ greater than 0 degree.
  • the incident angle of the second line light L2 may be the same as the incident angle of the first line light L1. That is, the second angle of incidence, which is the angle of incidence of the second line light L2, may be greater than or equal to the first angle of incidence, which is the angle of incidence of the first line light L1.
  • the second measurement area Z2 can be made different from the first measurement area Z1.
  • the length A2 of the second measurement area Z2 is the same as the length A1 of the first measurement area Z1 in the Z-axis direction.
  • the length A1 of the first measurement area Z1 may be shorter than the length A2 of the second measurement area Z2. That is, the length A1 of the first measurement area Z1 should be equal to or less than the length A2 of the second measurement area Z2.
  • the shape measuring apparatus 100 further has a moving unit (not shown) that moves (conveys) the object in the scanning direction (-Y-axis direction in Embodiment 1).
  • the moving unit may move the optical system 15 including the light projecting unit 10 and the imaging unit 20 in the scanning direction while the object is kept stationary. That is, in Embodiment 1, the optical system 15 and the object relatively move in the Y-axis direction.
  • the imaging unit 20 sequentially captures images including the image of the line light projected onto the object.
  • the measuring section 50 measures the shape of the object based on the image acquired by the imaging section 20 .
  • the measurement unit 50 is, for example, a CPU (Central Processing Unit) having a memory.
  • the measurement unit 50 calculates data indicating height information of the object based on the image acquired by the imaging unit 20 . For example, when the object is the first object 110 having a height H1, the measurement unit 50 emits the first line light L1 of the first object 110 passing through the first measurement area Z1.
  • the height H1 of the first target object 110 is calculated based on the image of the portion that is covered.
  • the measurement unit 50 determines that the image of the line light projected onto the object is the image of the first line light L1 and the image of the second line light L2. It is necessary to determine whether it is one of them. A determination method by the measurement unit 50 will be described below. First, an image captured by the imaging unit 20 when the first object 110 passes through the first measurement area Z1 will be described with reference to FIGS. 3, 4A, and 4B.
  • FIG. 3 is a diagram of the shape measuring device 100 and the first object 110 viewed in the X-axis direction at the start of measurement.
  • the first line light L1 is applied to the edge of the upper surface 111 of the first object 110 on the -Y-axis side.
  • the imaging unit 20 includes an image of the first line light L1 projected on the upper surface 111 of the first object 110 by moving the first object 110 in the -Y-axis direction. Get an image.
  • FIG. 4A and 4B show an example of transition of images captured by the imaging unit 20 shown in FIGS. 1 to 3 when the shape measuring device 100 measures the shape of the first object 110.
  • FIG. 4 is a diagram showing; In order to facilitate the explanation of the images shown in FIGS. 4A and 4B and FIGS. 6A to 6D described later, Y 1 axis and the X 1 axis, which is a coordinate axis orthogonal to the Y 1 axis.
  • FIG. 4A is a schematic diagram showing an example of an image B10 acquired when time t ⁇ 0.
  • the first line light L1 is not applied to the first object 110, but the reference plane S is applied. Therefore, the image P10 of the first line light L1 projected onto the reference plane S is reflected in the image B10.
  • the reference plane S is also irradiated with the second line light L2, but the image of the second line light L2 is not included within the imaging field F1. Therefore, the image of the second line light L2 does not appear in the image B10.
  • FIG. 4B is a schematic diagram showing an example of an image B11 acquired when time t ⁇ 0.
  • the first line light L ⁇ b>1 is applied to the reference plane S and the upper surface 111 of the first object 110 . Therefore, in the image B11, in addition to the image P10, the image P11 of the first line light L1 projected on the upper surface 111 is reflected.
  • the position of the image P11 in the image B11 in the Y1 - axis direction corresponds to the height H1 of the first object 110 .
  • the distance between the images P10 and P11 in the Y1 axis direction is the same as the height H1.
  • the second line light L2 is also applied to the reference plane S and the first object 110, but the image of the second line light L2 is not included within the imaging field F1. do not have. Therefore, the image of the second line light L2 does not appear in the image B11.
  • the second object 120 also moves in the -Y-axis direction, like the first object 110 .
  • the height H2 of the second object 120 from the reference plane S is included in the first measurement area Z1 and the second measurement area Z2.
  • the imaging unit 20 is irradiated with the first line light L1 and the second line light L2 of the second object 120 when the second object 120 moves in the -Y-axis direction. Get a partial image.
  • a portion of the second object 120 irradiated with the first line light L1 is an upper surface 121 of the second object 120 .
  • the portion of the second object 120 that is irradiated with the second line light L2 is the upper surface 121 and the side surface 122 of the second object 120 .
  • the first line light L1 is applied to the edge of the upper surface 121 of the second object 120 on the -Y axis side.
  • FIG. 5(B) is a view of the shape measuring apparatus 100 according to Embodiment 1 and the second object 120 passing through the second measurement area Z2 after the start of measurement, viewed in the X-axis direction.
  • the side surface 122 of the second object 120 is irradiated with the second line light L2.
  • the time at which the side surface 122 of the second object 120 is irradiated with the second line light L2 is t1. As time passes from time t1, the portion of the second object 120 irradiated with the second line light L2 changes from the side surface 122 to the top surface 121.
  • the height H2 of the second object 120 is included in the second measurement area Z2, the time t1 is constant regardless of the height H2.
  • FIGS. 5A and 5B are images captured by the imaging unit 20 shown in FIGS. 5A and 5B when the shape measuring device 100 measures the shape of the second object 120.
  • FIG. 6A is a schematic diagram showing an example of an image B20 acquired when time t ⁇ 0.
  • the first line light L1 does not irradiate the second object 120, but irradiates the reference plane S.
  • the reference plane S is also irradiated with the second line light L2, but the image of the second line light L2 is not included within the imaging field F1. Therefore, the image of the second line light L2 does not appear in the image B10.
  • FIG. 6(B) is a schematic diagram showing an example of an image B21 acquired after the start of measurement of the second object 120 and before time t1 has passed.
  • the first line light L1 is applied to the reference plane S and the upper surface 121.
  • the image of the first line light L1 projected onto the upper surface 121 is not included within the imaging field of view F1. Therefore, in the image B21, the image of the first line light L1 projected onto the upper surface 121 of the second object 120 is not shown, and the image P10 of the first line light L1 projected onto the reference plane S is shown. .
  • the first line light L1 illuminates the reference surface S and the upper surface 121
  • the second line light L2 illuminates the second object 120.
  • the image of the first line light L1 projected onto the upper surface 121 is not included within the imaging field F1. Therefore, an image P10 of the first line light L1 projected onto the reference plane S and an image P21 of the second line light L2 projected onto the side surface 122 are shown in the image B22.
  • the images P10 and P21 appear at the end of the image B22 on the -Y1 axis side.
  • FIG. 6(D) is a schematic diagram showing an example of the image B23 acquired after the time t1 has passed.
  • the reference surface S and the upper surface 121 are irradiated with the first line light L1.
  • the second line light L2 irradiates the side surface 122 for a certain period of time and then irradiates the top surface 121 .
  • the image of the first line light L1 projected onto the upper surface 121 is not included within the imaging field of view F1. Therefore, in the image B23, in addition to the image P10 of the first line light L1 projected onto the reference plane S, the image P22 of the second line light L2 projected onto the upper surface 121 or the side surface 122 is shown.
  • the image B11 is obtained as the first image including the image P11 of the first line light L1.
  • the image B22 as the second image including the images P21 and P22 of the second line light L2 , B23 are obtained. That is, the line light image included in the image acquired by the imaging unit 20 differs depending on the height of the object.
  • the transition of the image acquired by the imaging unit 20 is different. Specifically, when the second object 120 passes through the first measurement area Z1 and the second measurement area Z2, images B20, B21, B22 and B23 are captured in this order. Also, when the first object 110 passes through the first measurement area Z1, the image B10 and the image B11 are captured in this order.
  • the image of the line light included in the image acquired by the imaging unit 20 and the transition of the image differ according to the height of the object. It can be determined whether the image is the image of the first line light L1 or the image of the second line light L2.
  • the imaging unit 20 of the shape measuring apparatus 100 captures an image of the first object 110 passing through the first measurement region Z1 and passes through the second measurement region Z2.
  • the second object 120 to be captured is imaged.
  • the measurement unit 50 measures the shape of the first object 110 based on the first image B11 of the portion of the first object 110 irradiated with the first line light L1.
  • the measurement unit 50 also measures the shape of the second object 120 based on the second images B22 and B23 of the portion of the second object 120 irradiated with the second line light L2.
  • the shape measuring apparatus 100 can widen the measurement range in the height direction of the object and measure the object with high accuracy by using the single imaging unit 20 . Therefore, it is possible to provide the shape measuring apparatus 100 that expands the measurement range at low cost and measures an object with high accuracy.
  • one imaging unit 20 has a plurality of measurement areas (that is, the first measurement area Z1 and the second measurement area Z2) corresponding to the height of the object.
  • the measurement unit 50 calculates The number of pixels in the processed images is the same. Therefore, the calculation load in the measurement unit 50 is reduced, and the calculation processing in the measurement unit 50 can be speeded up.
  • Embodiment 1 synchronization control of the images acquired by the two imaging units is not required as compared with a configuration in which the shape measuring device is provided with two imaging units. Therefore, the simple shape measuring device 100 can be provided. Therefore, according to Embodiment 1, it is possible to provide the shape measuring apparatus 100 that is low in cost, has a reduced calculation load, and is simple.
  • FIG. 7 is a view of the shape measuring apparatus 200 and the object 110 according to Embodiment 2 as seen in the X-axis direction. 7, the same or corresponding components as those shown in FIG. 2 are given the same reference numerals as those shown in FIG.
  • the shape measuring apparatus 200 according to Embodiment 2 differs from the length A21 of the first measurement area Z21 in the Z-axis direction in that the length A22 of the second measurement area Z22 differs from the length A21 of the first measurement area Z21. It differs from the shape measuring device 100 . Except for this point, the shape measuring apparatus 200 according to the second embodiment is the same as the shape measuring apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the shape measuring device 200 has a light projecting section 10, an imaging section 220, and a measuring section 50.
  • the imaging unit 220 images the object 110 passing through the first measurement area Z21 and the second measurement area Z22.
  • the first measurement area Z21 is an area where the first plane V1 through which the first line light L1 passes and the imaging field F1 of the imaging unit 220 intersect.
  • the second measurement area Z22 is an area where the second plane V2 through which the second line light L2 passes and the imaging visual field F1 of the imaging unit 220 intersect.
  • the length A22 of the second measurement area Z22 differs from the length A21 of the first measurement area Z21 in the Z-axis direction. Thereby, the resolution in the second measurement area Z22 can be changed with respect to the resolution in the first measurement area Z21.
  • length A21 is shorter than length A22.
  • the resolution of each of the first measurement area Z21 and the second measurement area Z22 is a value obtained by dividing the imaging field of view by the number of pixels.
  • the number of pixels when imaging the object 110 passing through the first measurement region Z21 is the same as the number of pixels when imaging the object 110 passing through the second measurement region Z22. .
  • the resolution value in the first measurement area 21 is smaller than the resolution value in the second measurement area Z22. Thereby, the resolution in the first measurement area Z21 can be increased with respect to the resolution in the second measurement area Z22.
  • the length A21 is lengthened.
  • length can be shorter than A22.
  • the length A22 may be shorter than the length A21. That is, one of length A21 and length A22 should be shorter than the other.
  • the focal position of the imaging unit 20 is the length of the first measurement region Z21 and the second measurement region Z22 in the Z-axis direction. should be contained within a short measurement area.
  • the length A22 of the second measurement area Z22 differs from the length A21 of the first measurement area Z21 in the Z-axis direction. Thereby, the resolution in the first measurement area Z21 can be changed with respect to the resolution in the second measurement area Z22.
  • the length A21 of the first measurement area Z21 is shorter than the length A22 of the second measurement area Z22. Thereby, the resolution in the first measurement area Z21 can be increased with respect to the resolution in the second measurement area Z22.
  • FIG. 8 is a diagram of the shape measuring apparatus 300 and the object 110 according to Embodiment 3 as viewed in the X-axis direction. 8, the same or corresponding components as those shown in FIG. 2 are given the same reference numerals as those shown in FIG.
  • the focal position G1 of the first line light L31 is included in the first measurement area Z1
  • the focal position G2 of the second line light L32 is included in the second measurement area.
  • Z2 differs from the shape measuring apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the shape measuring apparatus 300 according to the third embodiment is the same as the shape measuring apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the shape measuring device 300 has a light projecting section 310, an imaging section 20, and a measuring section 50.
  • the light projecting section 310 has a collimator lens and a cylindrical lens (for example, the collimator lens 10b and the cylindrical lens 10c shown in FIG. 2 described above), and the arrangement of each of the collimator lens and the cylindrical lens is adjusted.
  • a collimating lens collimates the light emitted from the spot light source.
  • the cylindrical lens collects the pattern of light collimated by the collimating lens into a line.
  • the light projecting unit 310 emits a first line light L31 that is a line of light and a second line light L32 that is a line of light.
  • Each of the first line light L31 and the second line light L32 spreads in the Y-axis direction.
  • the width of the first line light L31 in the Y-axis direction is w1
  • the width of the second line light L32 in the Y-axis direction is w2.
  • the focal position G1 of the first line light L31 which is the position where the width w1 is the narrowest, is included in the first measurement area Z1.
  • the object 110 passes through the first measurement region Z1, the object 110 is irradiated with the condensed first line light L1. Therefore, since the positional accuracy of the image of the first line light L1 projected onto the object 110 is improved, the calculation accuracy of the height H1 of the object 110 in the measurement unit 50 can be improved.
  • the focal position G2 of the second line light L32 which is the position where the width w2 is the narrowest, is included in the second measurement area Z2.
  • the focal position G1 can be included in the first measurement area Z1
  • the focal position G2 can be included in the second measurement area Z2.
  • the focal position G1 of the first line light L1 is included in the first measurement area Z1.
  • the focal position G2 of the second line light L2 is included in the second measurement area Z2. Therefore, when the target passes through the second measurement area Z2, the accuracy of calculating the height of the target in the measurement unit 50 can be improved.
  • FIG. 9 is a diagram of the shape measuring apparatus 400 and the object 130 according to Embodiment 4 as viewed in the X-axis direction. 9, the same or corresponding components as those shown in FIG. 2 are given the same reference numerals as those shown in FIG.
  • a shape measuring device 400 according to Embodiment 4 differs from the shape measuring device 100 according to Embodiment 1 in that it further includes a second light projecting section 30 and a second imaging section 40 .
  • the shape measuring device 400 according to the fourth embodiment is the same as the shape measuring device 100 according to the first embodiment except for this point.
  • An object 130 shown in FIG. 9 is an example of a measurement object.
  • the shape of the object 130 is different from the shape of each of the first object 110 and the second object 120 of the first embodiment.
  • the shape of the object 130 when viewed in the X-axis direction is trapezoidal. That is, in Embodiment 4, the side surfaces 132 and 133 of the object 130 facing the Y-axis direction are inclined surfaces.
  • the shape measuring apparatus 100 according to Embodiment 1 measures the shape of the object 130
  • the first imaging unit 20 is projected onto the side surface 132 facing the ⁇ Y axis direction. A pattern of line light can be imaged.
  • the first imaging unit 20 cannot capture the line light pattern projected on the side surface 133 .
  • there may be a blind spot area (for example, the side surface 133 facing the +Y-axis direction) that cannot be imaged by the first imaging unit 20 .
  • the shape measuring device 400 has a first light projecting section 10 , a first imaging section 20 , a second light projecting section 30 , a second imaging section 40 and a measuring section 50 .
  • the second light projecting section 30 emits the third line light L3, which is linear light, and the fourth line light L4, which is linear light.
  • the third line light L3 and the fourth line light L4 are lights that spread in the X-axis direction.
  • the third line light L3 and the fourth line light L4 are projected onto the surface of the object 130.
  • FIG. The shape of each image of the third line light L3 and the fourth line light L4 projected onto the surface of the object 130 is a line shape extending in the X-axis direction.
  • the fourth line light L4 is emitted from a position away from the third line light L3 in the Y-axis direction, which is the scanning direction.
  • the fourth line light L4 is parallel to the third line light L3 in the X-axis direction.
  • the fourth line light L4 may be parallel to the third line light L3 in one predetermined direction, not limited to the X-axis direction.
  • the second light projecting section 30 is arranged on the +Y axis side of the first light projecting section 10 .
  • the irradiation directions of the third line light L3 and the fourth line light L4 are different from the irradiation directions of the first line light L1 and the second line light L2.
  • the third line light L3 and the fourth line light L4 are applied to the side surface 133 of the object 130 that faces the +Y-axis direction and cannot be imaged by the first imaging unit 20 .
  • the second imaging unit 40 has a second imaging field of view F2 different from the first imaging field of view F1.
  • the orientation of the second imaging field F2 is different from the irradiation direction of the third line light L3 and the fourth line light L4 by the second light projecting section 30 .
  • the second imaging unit 40 is, for example, a camera having a CCD image sensor.
  • the second imaging unit 40 images the object 130 passing through the third measurement area Z3.
  • the third measurement area Z3 is an area where the third plane V3 through which the third line light L3 passes and the second imaging field of view F2 intersect.
  • a third plane V3 is a virtual XZ plane. In the example shown in FIG.
  • the height H3 of the object 130 from the reference plane S is included in the third measurement area Z3 and the first measurement area Z1.
  • the third line light L3 and the fourth line light L4 may not be parallel to the XZ plane depending on the incident angle, they are irradiated along the XZ plane. Therefore, each of the third plane V3 and the fourth plane V4 through which the fourth line light L4 (to be described later) passes will be referred to as a "virtual XZ plane".
  • the second imaging unit 40 images an object passing through a fourth measurement area Z4 different from the third measurement area Z3.
  • the fourth measurement area Z4 is an area where the fourth plane V4 through which the fourth line light L4 passes and the second imaging field F2 intersect.
  • a fourth plane V4 is a virtual XZ plane.
  • the fourth measurement area Z4 is arranged closer to the second light projecting section 30 (that is, +Z-axis side) than the third measurement area Z3.
  • the fourth measurement area Z4 is arranged adjacent to the third measurement area Z3 in the Z-axis direction.
  • the fourth measurement area Z4 does not overlap the third measurement area Z3 in the Z-axis direction. If most of the fourth measurement area Z4 does not overlap the third measurement area Z3, part of the fourth measurement area Z4 may overlap the third measurement area Z3. That is, it is sufficient that the fourth measurement area Z4 includes an area that does not overlap with the third measurement area Z3.
  • the incident angle of the fourth line light L4 is different from the incident angle of the third line light L3. This allows the fourth measurement area Z4 to be a different area from the third measurement area Z3.
  • the fourth line light L4 is incident on the object 130 along the normal to the reference plane S, so the incident angle of the fourth line light L4 is 0 degrees.
  • the incident angle of the third line light L3 is greater than 0 degrees.
  • the incident angle of the fourth line light L4 may be the same as the incident angle of the third line light L3.
  • the fourth measurement area Z4 can be made different from the third measurement area Z3.
  • the optical axis of the second imaging unit 40 is on the opposite side of the optical axis of the first imaging unit 20 across a center line C that passes through the center of the object 130 in the Y-axis direction and is perpendicular to the reference plane S. are placed in In other words, the second imaging section 40 is arranged on the opposite side of the first imaging section 20 with the first light projecting section 10 and the second light projecting section 30 interposed therebetween in the Y-axis direction.
  • the measurement unit 50 determines the shape of the target object 130 based on the image including the line light image acquired by the first imaging unit 20 and the image including the line light image acquired by the second imaging unit 40. Measure.
  • the measurement unit 50 measures the top surface 131 of the object 130, which is the portion irradiated with the line light L1.
  • the shape of the object 130 is determined based on the first image, which is the image of the area 131a of the object 130, and the third image, which is the image of the area 131b of the upper surface 131, which is the part irradiated with the third line light L3. to measure.
  • the shape of the object 130 is measured based on the third image acquired by the second imaging unit 40 for the area 131b of the object 130 that is the blind spot of the first imaging unit 20. can do.
  • the measurement unit 50 detects that the target object 130 is irradiated with the second line light L2.
  • the shape of the object 130 is measured based on the second image, which is the image of the portion, and the fourth image, which is the image of the portion irradiated with the fourth line light L4.
  • the image acquired by the first imaging unit 20 and the image acquired by the second imaging unit 40 may be common.
  • the measurement unit 50 calculates data indicating height information of the object 130 based on both the image acquired by the first imaging unit 20 and the image acquired by the second imaging unit 40.
  • the measurement unit 50 may calculate the data based on one of the images acquired by the first imaging unit 20 and the second imaging unit 40 .
  • the shape measuring device 400 is provided with the second light projecting section 30 and the second imaging section 40 .
  • the shape of the occlusion portion of the object 130 that is, the area of the object 130 that is the blind spot of the first imaging unit 20 (specifically, the side surface 133 facing the +Y-axis direction) can be measured. can be done.
  • Second imaging unit 50 Measuring unit 100, 200, 300, 400

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Abstract

形状測定装置（１００）は、第１のライン光（Ｌ１）及び第２のライン光（Ｌ２）を照射する第１の投光部（１０）と、第１の撮像視野（Ｆ１）を有し、第１のライン光（Ｌ１）が通過する第１の平面（Ｖ１）と第１の撮像視野（Ｆ１）とが交差する領域である第１の測定領域（Ｚ１）を通過する対象物を撮像し、第２のライン光（Ｌ１）が通過する第２の平面（Ｖ２）と第１の撮像視野（Ｆ１）とが交差する領域であり、第１の測定領域（Ｚ１）と異なる第２の測定領域（Ｚ２）を通過する対象物を撮像する第１の撮像部（２０）と、第１の測定領域（Ｚ１）を通過する対象物の第１のライン光（Ｌ１）が照射されている部分の画像である第１の画像（Ｂ１１）と第２の測定領域（Ｚ２）を通過する対象物の第２のライン光（Ｌ２）が照射されている部分の画像である第２の画像（Ｂ２２、Ｂ２３）とに基づいて対象物の形状を測定する測定部（５０）とを有する。

Description

形状測定装置
　本開示は、形状測定装置に関する。
　対象物の３次元形状を測定する方法として、接触式の測定方法及び非接触式の測定方法が知られている。非接触式の測定方法として、光切断法が普及している。光切断法は、例えば、投光部から対象物に向けてライン光を照射し、当該対象物に投影されたライン光の像を撮像部によって撮像する。この場合、撮像部の撮像視野の向きは、ライン光の照射方向と異なる。光切断法を採用した形状測定装置では、投光部及び撮像部を含む光学系に対する対象物の位置が相対的に移動することで順次取得される画像に基づいて、対象物の３次元形状が測定される。
　ここで、形状測定装置の分解能は、撮像部の撮像視野を画素数で割った値である。そのため、対象物の高さ方向における測定範囲を広げた場合、分解能が低下する。分解能の低下を防ぐために、２つの撮像部を有する形状測定装置が知られている。例えば、特許文献１を参照。
特開２０１５－１１４２３５号公報
　しかしながら、特許文献１の構成では、２つの撮像部が備えられているため、コストが高いという課題がある。また、特許文献１の構成では、測定処理に必要な画像データの数が増加するため、計算負荷が増大するという課題もある。更に、特許文献１の構成では、２つの撮像部によって取得されたそれぞれの画像を同期させる同期制御が必要になるため、装置が複雑になる課題もある。
　本開示は、低コストで、計算負荷が低減され、且つ簡易な形状測定装置を提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る形状測定装置は、ライン状の光である第１のライン光及びライン状の光である第２のライン光を照射する第１の投光部と、第１の撮像視野を有し、前記第１のライン光が通過する第１の平面と前記第１の撮像視野とが交差する領域である第１の測定領域を通過する対象物を撮像し、前記第２のライン光が通過する第２の平面と前記第１の撮像視野とが交差する領域であり、前記第１の測定領域と異なる第２の測定領域を通過する前記対象物を撮像する第１の撮像部と、前記第１の測定領域を通過する前記対象物の前記第１のライン光が照射されている部分の画像である第１の画像と前記第２の測定領域を通過する前記対象物の前記第２のライン光が照射されている部分の画像である第２の画像とに基づいて前記対象物の形状を測定する測定部とを有することを特徴とする。
　本開示によれば、低コストで、計算負荷が低減され、且つ簡易な形状測定装置を提供することができる。
実施の形態１に係る形状測定装置の概略的な構成と第１の対象物とを示す斜視図である。 図１に示される形状測定装置及び第１の対象物をＸ軸方向に見た図である。 測定開始の時点における実施の形態１に係る形状測定装置及び第１の対象物をＸ軸方向に見た図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第１の対象物が第１の測定領域を通過するときに、図１から３に示される撮像部によって撮像される画像の遷移の一例を示す図である。 （Ａ）は、測定開始の時点における実施の形態１に係る形状測定装置及び第２の対象物をＸ軸方向に見た図である。（Ｂ）は、測定開始後における実施の形態１に係る形状測定装置及び第２の測定領域を通過する第２の対象物をＸ軸方向に見た図である。 （Ａ）から（Ｄ）は、第２の対象物が第２の測定領域を通過するときに、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示される撮像部によって撮像される画像の遷移の一例を示す図である。 実施の形態２に係る形状測定装置及び対象物をＸ軸方向に見た図である。 実施の形態３に係る形状測定装置及び対象物をＸ軸方向に見た図である。 実施の形態４に係る形状測定装置及び対象物をＸ軸方向に見た図である。
　以下では、本開示の実施の形態に係る形状測定装置を、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、実施の形態を適宜組み合わせること及び各実施の形態を適宜変更することが可能である。
　実施の形態に係る形状測定装置は、測定対象物（以下、「対象物」とも呼ぶ。）の３次元形状を、光切断法によって測定する。図面には説明の理解を容易にするために、ＸＹＺ直交座標系の座標軸が示されている。Ｘ軸とＹ軸は、対象物が載せられる基準面Ｓに平行な座標軸である。Ｙ軸は、形状測定装置の走査方向に平行な座標軸である。Ｚ軸は、Ｘ軸とＹ軸に直交する座標軸であり、基準面Ｓからの測定対象物の高さの方向である。
　《実施の形態１》
　図１は、実施の形態１に係る形状測定装置１００の概略的な構成と第１の対象物１１０とを示す斜視図である。図２は、図１に示される形状測定装置１００及び第１の対象物１１０をＸ軸方向に見た図である。第１の対象物１１０（以下、「対象物１１０」とも呼ぶ。）は、測定対象物の一例である。
　形状測定装置１００は、投光部１０（以下、「第１の投光部１０」とも呼ぶ。）と、撮像部２０（以下、「第１の撮像部２０」とも呼ぶ。）と、測定部５０とを有する。
　投光部１０は、ライン状の光である第１のライン光Ｌ１及びライン状の光である第２のライン光Ｌ２を照射する。このように、投光部１０は、２本のライン光を照射する。第１のライン光Ｌ１及び第２のライン光Ｌ２は、Ｘ軸方向に広がりを持つ光である。第１のライン光Ｌ１及び第２のライン光Ｌ２は、第１の対象物１１０の表面に投影される。第１の対象物１１０の表面に投影された第１のライン光Ｌ１及び第２のライン光Ｌ２のそれぞれの像（パターン）の形状は、Ｘ軸方向に伸びるライン状である。なお、投光部１０は、３本以上のライン光を照射してもよい。
　第２のライン光Ｌ２は、予め決められた走査方向であるＹ軸方向において、第１のライン光Ｌ１から離れた位置から照射される。第２のライン光Ｌ２は、Ｘ軸方向において、第１のライン光Ｌ１と平行である。なお、第２のライン光Ｌ２は、Ｘ軸方向に限らず、予め決められた一方向において、第１のライン光Ｌ１と平行であればよい。また、第１のライン光Ｌ１を照射する投光部と、第２のライン光Ｌ２を照射する投光部とが別体であってもよい。また、第１のライン光Ｌ１の波長は、第２のライン光Ｌ２の波長と異なっていてもよく、第１のライン光Ｌ１のパワーは、第２のライン光Ｌ２のパワーと異なっていてもよい。
　図２に示されるように、投光部１０は、例えば、スポット光源１０ａと、コリメートレンズ１０ｂと、シリンドリカルレンズ１０ｃとを有する。コリメートレンズ１０ｂは、スポット光源１０ａから発せられた光をコリメートする。シリンドリカルレンズ１０ｃは、コリメートレンズ１０ｂによってコリメートされた光のパターンをライン状にする。これにより、第１のライン光Ｌ１及び第２のライン光Ｌ２が形成される。
　撮像部２０は、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔоｒ）イメージセンサを有するカメラである。撮像部２０は、撮像視野Ｆ１（以下、「第１の撮像視野Ｆ１」とも呼ぶ。）を有する。撮像視野Ｆ１の向きは、投光部１０による第１のライン光Ｌ１及び第２のライン光Ｌ２の照射方向と異なる。
　図１及び２に示す例では、撮像部２０は、第１の測定領域Ｚ１を通過する第１の対象物１１０を撮像する。ここで、第１の測定領域Ｚ１は、第１のライン光Ｌ１と撮像視野Ｆ１とが交差する領域である。具体的に言えば、第１の測定領域Ｚ１は、第１のライン光Ｌ１が通過する第１の平面Ｖ１と撮像視野Ｆ１とが交差する領域である。第１の平面Ｖ１は、仮想のＸ－Ｚ平面である。基準面Ｓからの第１の対象物１１０の高さＨ１は、第１の測定領域Ｚ１に含まれる。なお、第１のライン光Ｌ１及び第２のライン光Ｌ２は、入射角によっては、Ｘ－Ｚ平面と平行にならない場合もあるが、Ｘ－Ｚ平面に沿って照射される。そのため、第１の平面Ｖ１及び後述する第２のライン光Ｌ２が通過する第２の平面Ｖ２のそれぞれを、「仮想のＸ－Ｚ平面」と称する。
　撮像部２０は、第１の測定領域Ｚ１を通過する第１の対象物１１０のうち第１のライン光Ｌ１が照射されている部分の画像を取得する。第１の対象物１１０のうち第１のライン光Ｌ１が照射される部分は、例えば、第１の対象物１１０の表面のうち＋Ｚ軸方向を向く面（以下、「上面」とも呼ぶ。）１１１である。
　また、後述する図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、撮像部２０は、第１の測定領域Ｚ１と異なる第２の測定領域Ｚ２を通過する第２の対象物１２０を撮像する。ここで、第２の測定領域Ｚ２は、第２のライン光Ｌ２と撮像視野Ｆ１とが交差する領域である。具体的に言えば、第２の測定領域Ｚ２は、第２のライン光Ｌ２が通過する第２の平面Ｖ２と撮像視野Ｆ１とが交差する領域である。第２の平面Ｖ２は、仮想のＸ－Ｚ平面である。
　第２の測定領域Ｚ２は、第１の測定領域Ｚ１より投光部１０側（すなわち、＋Ｚ軸側）に配置されている。実施の形態１では、第２の測定領域Ｚ２は、Ｚ軸方向において、第１の測定領域Ｚ１と隣接して配置されている。また、Ｚ軸方向において、第２の測定領域Ｚ２は、第１の測定領域Ｚ１と重なっていない。なお、第２の測定領域Ｚ２の大半が第１の測定領域Ｚ１と重なっていなければ、第２の測定領域Ｚ２の一部は、第１の測定領域Ｚ１と重なっていてもよい。すなわち、第２の測定領域Ｚ２は、第１の測定領域Ｚ１と重ならない領域を含んでいればよい。
　ここで、実施の形態１では、基準面Ｓの法線Ｗに対する第２のライン光Ｌ２の入射角（例えば、図２に示される角度θ）は、第１のライン光Ｌ１の入射角と異なる。これにより、第２の測定領域Ｚ２を、第１の測定領域Ｚ１と異なる領域とすることができる。実施の形態１では、第１のライン光Ｌ１は、法線Ｗに沿って、対象物に入射している。そのため、対象物への第１のライン光Ｌ１の入射角は０度である。これに対して、対象物への第２のライン光Ｌ２の入射角は、０度より大きい角度θである。なお、第２のライン光Ｌ２の入射角は、第１のライン光Ｌ１の入射角と同じであってもよい。すなわち、第２のライン光Ｌ２の入射角である第２の入射角は、第１のライン光Ｌ１の入射角である第１の入射角以上であればよい。
　また、撮像部２０の位置及び撮像部２０の光軸角度が調整されることによっても、第２の測定領域Ｚ２を、第１の測定領域Ｚ１と異なる領域とすることができる。
　また、実施の形態１では、Ｚ軸方向において、第２の測定領域Ｚ２の長さＡ２は、第１の測定領域Ｚ１の長さＡ１と同じである。なお、後述する図７に示されるように、Ｚ軸方向において、第１の測定領域Ｚ１の長さＡ１は、第２の測定領域Ｚ２の長さＡ２より短くてもよい。すなわち、第１の測定領域Ｚ１の長さＡ１は、第２の測定領域Ｚ２の長さＡ２以下であればよい。
　形状測定装置１００は、走査方向（実施の形態１では、－Ｙ軸方向）に対象物を移動（搬送）させる移動部（図示せず）を更に有する。なお、当該移動部は、対象物を静止させたままで、投光部１０及び撮像部２０を含む光学系１５を走査方向に移動させてもよい。すなわち、実施の形態１では、光学系１５と対象物とが、Ｙ軸方向に相対的に移動する。これにより、撮像部２０によって、対象物に投影されたライン光の像を含む画像が順次撮像される。
　測定部５０は、撮像部２０によって取得された画像に基づいて、対象物の形状を測定する。測定部５０は、例えば、メモリを備えたＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）である。測定部５０は、撮像部２０によって取得された画像に基づいて、対象物の高さ情報を示すデータを算出する。例えば、対象物が、高さＨ１を有する第１の対象物１１０である場合、測定部５０は、第１の測定領域Ｚ１を通過する第１の対象物１１０の第１のライン光Ｌ１が照射されている部分の画像に基づいて、第１の対象物１１０の高さＨ１を算出する。
　測定部５０が対象物の高さを算出するにあたって、当該測定部５０は、対象物に投影されたライン光の像が、第１のライン光Ｌ１の像及び第２のライン光Ｌ２の像のうちのいずれかであるかを判別する必要がある。以下では、測定部５０による判別方法について説明する。まず、図３、図４（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、第１の対象物１１０が第１の測定領域Ｚ１を通過する場合に、撮像部２０によって撮像される画像について説明する。
　図３は、測定開始の時点における形状測定装置１００及び第１の対象物１１０をＸ軸方向に見た図である。第１の対象物１１０の測定開始の時点では、第１の対象物１１０の上面１１１の－Ｙ軸側の端部に第１のライン光Ｌ１が照射されている。なお、以下の説明では、測定開始の時点を時刻ｔ＝０として説明する。測定開始後、第１の対象物１１０が－Ｙ軸方向に移動することによって、撮像部２０は、第１の対象物１１０の上面１１１に投影されている第１のライン光Ｌ１の像を含む画像を取得する。
　図４（Ａ）及び（Ｂ）は、形状測定装置１００が第１の対象物１１０の形状を測定するときに、図１から３に示される撮像部２０によって撮像される画像の遷移の一例を示す図である。図４（Ａ）並びに（Ｂ）及び後述する図６（Ａ）から（Ｄ）までに示される画像の説明を容易にするために、当該画像において、対象物の高さを示す座標軸であるＹ１軸と、Ｙ１軸に直交する座標軸であるＸ１軸とを用いる。
　図４（Ａ）は、時刻ｔ＜０のときに取得された画像Ｂ１０の一例を示す模式図である。時刻ｔ＜０では、第１のライン光Ｌ１が第１の対象物１１０に照射されておらず、基準面Ｓに照射されている。そのため、画像Ｂ１０には、基準面Ｓに投影された第１のライン光Ｌ１の像Ｐ１０が映っている。時刻ｔ＜０では、第２のライン光Ｌ２も基準面Ｓに照射されているが、第２のライン光Ｌ２の像は、撮像視野Ｆ１の範囲内に含まれていない。よって、画像Ｂ１０には、第２のライン光Ｌ２の像は映っていない。
　図４（Ｂ）は、時刻ｔ≧０のときに取得された画像Ｂ１１の一例を示す模式図である。時刻ｔ≧０では、第１のライン光Ｌ１が、基準面Ｓ及び第１の対象物１１０の上面１１１に照射されている。そのため、画像Ｂ１１には、像Ｐ１０に加えて、上面１１１に投影された第１のライン光Ｌ１の像Ｐ１１が映っている。画像Ｂ１１における像Ｐ１１のＹ１軸方向の位置は、第１の対象物１１０の高さＨ１に対応する。Ｙ１軸方向における像Ｐ１０と像Ｐ１１との間の距離は、高さＨ１と同じである。
　時刻ｔ≧０において、第２のライン光Ｌ２も基準面Ｓ及び第１の対象物１１０に照射されているが、第２のライン光Ｌ２の像は、撮像視野Ｆ１の範囲内に含まれていない。よって、画像Ｂ１１には、第２のライン光Ｌ２の像は映っていない。
　次に、図５（Ａ）並びに（Ｂ）及び図６（Ａ）から（Ｄ）までを用いて、第１の対象物１１０より高い第２の対象物１２０が、第１の測定領域Ｚ１及び第２の測定領域Ｚ２を通過する場合に、撮像部２０によって取得される画像について説明する。図５（Ａ）は、測定開始の時点（すなわち、時刻ｔ＝０）における実施の形態１に係る形状測定装置１００及び第２の対象物１２０をＸ軸方向に見た図である。第２の対象物１２０も、第１の対象物１１０と同様に、－Ｙ軸方向に移動する。
　図５（Ａ）に示されるように、基準面Ｓからの第２の対象物１２０の高さＨ２は、第１の測定領域Ｚ１及び第２の測定領域Ｚ２に含まれている。撮像部２０は、第２の対象物１２０が－Ｙ軸方向に移動するときに、当該第２の対象物１２０のうちの第１のライン光Ｌ１及び第２のライン光Ｌ２が照射されている部分の画像を取得する。第２の対象物１２０のうち第１のライン光Ｌ１が照射される部分は、第２の対象物１２０の上面１２１である。また、第２の対象物１２０のうち第２のライン光Ｌ２が照射される部分は、第２の対象物１２０の上面１２１及び側面１２２である。第２の対象物１２０の測定開始の時点では、第２の対象物１２０の上面１２１の－Ｙ軸側の端部に第１のライン光Ｌ１が照射されている。
　図５（Ｂ）は、測定開始後における実施の形態１に係る形状測定装置１００及び第２の測定領域Ｚ２を通過する第２の対象物１２０をＸ軸方向に見た図である。図５（Ｂ）では、第２の対象物１２０の側面１２２に、第２のライン光Ｌ２が照射されている。以下では、第２の対象物１２０の側面１２２に第２のライン光Ｌ２が照射された時刻をｔ１として説明する。時刻ｔ１から時間が経過するにつれて、第２の対象物１２０において、第２のライン光Ｌ２が照射される部分は、側面１２２から上面１２１へと変化する。なお、第１のライン光Ｌ１、第２のライン光Ｌ２の入射角、撮像部２０の位置及び第２の対象物１２０の移動速度などが変更しない限り、第２の対象物１２０の高さＨ２が第２の測定領域Ｚ２に含まれていれば、高さＨ２の大きさに関わらず、時刻ｔ１は一定である。
　図６（Ａ）から（Ｄ）は、形状測定装置１００が第２の対象物１２０の形状を測定するときに、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示される撮像部２０によって撮像される画像の遷移の一例を示す図である。図６（Ａ）は、時刻ｔ＜０のときに取得された画像Ｂ２０の一例を示す模式図である。時刻ｔ＜０では、第１のライン光Ｌ１が第２の対象物１２０に照射されておらず、基準面Ｓに照射されている。そのため、画像Ｂ２０には、基準面Ｓに投影された第１のライン光Ｌ１の像Ｐ１０が映っている。時刻ｔ＜０では、第２のライン光Ｌ２も基準面Ｓに照射されているが、第２のライン光Ｌ２の像は、撮像視野Ｆ１の範囲内に含まれていない。よって、画像Ｂ１０には、第２のライン光Ｌ２の像は映っていない。
　図６（Ｂ）は、第２の対象物１２０の測定開始後であって時刻ｔ１が経過するまでに取得された画像Ｂ２１の一例を示す模式図である。０≦ｔ＜ｔ１では、第１のライン光Ｌ１が、基準面Ｓ及び上面１２１に照射されている。上面１２１に投影された第１のライン光Ｌ１の像は、撮像視野Ｆ１の範囲内に含まれていない。よって、画像Ｂ２１では、第２の対象物１２０の上面１２１に投影された第１のライン光Ｌ１の像は映らず、基準面Ｓに投影された第１のライン光Ｌ１のＰ１０が映っている。
　図６（Ｃ）は、時刻ｔ＝ｔ１のときに撮像される画像Ｂ２２の一例を示す模式図である。上述した図５（Ｂ）に示されるように、時刻ｔ＝ｔ１では、第１のライン光Ｌ１が基準面Ｓ及び上面１２１に照射され、且つ第２のライン光Ｌ２が第２の対象物１２０の側面１２２に照射されている。時刻ｔ＝ｔ１のときも、上面１２１に投影された第１のライン光Ｌ１の像は、撮像視野Ｆ１の範囲内に含まれていない。そのため、画像Ｂ２２には、基準面Ｓに投影された第１のライン光Ｌ１の像Ｐ１０と、側面１２２に投影された第２のライン光Ｌ２の像Ｐ２１とが映っている。像Ｐ１０、Ｐ２１は、画像Ｂ２２の－Ｙ１軸側の端部に映っている。
　図６（Ｄ）は、時刻ｔ１が経過した後に取得された画像Ｂ２３の一例を示す模式図である。時刻ｔ＞ｔ１では、第１のライン光Ｌ１が基準面Ｓ及び上面１２１に照射されている。また、時刻ｔ＞ｔ１では、第２のライン光Ｌ２が一定時間、側面１２２に照射された後、上面１２１に照射される。時刻ｔ＞ｔ１のときも、上面１２１に投影された第１のライン光Ｌ１の像は、撮像視野Ｆ１の範囲内に含まれていない。そのため、画像Ｂ２３には、基準面Ｓに投影された第１のライン光Ｌ１の像Ｐ１０に加えて、上面１２１又は側面１２２に投影された第２のライン光Ｌ２の像Ｐ２２が映っている。
　以上に説明したように、第１の対象物１１０が第１の測定領域Ｚ１を通過する場合には、第１のライン光Ｌ１の像Ｐ１１を含む第１の画像としての画像Ｂ１１が取得される。また、第２の対象物１２０が第１の測定領域Ｚ１及び第２の測定領域Ｚ２を通過する場合には、第２のライン光Ｌ２の像Ｐ２１、Ｐ２２を含む第２の画像としての画像Ｂ２２、Ｂ２３が取得される。すなわち、対象物の高さに応じて、撮像部２０によって取得された画像に含まれるライン光の像が異なる。
　また、第２の対象物１２０が第１の測定領域Ｚ１及び第２の測定領域Ｚ２を通過する場合には、第１の対象物１１０が第１の測定領域Ｚ１を通過する場合と比較して、撮像部２０によって取得された画像の遷移が異なる。詳細に言えば、第２の対象物１２０が第１の測定領域Ｚ１及び第２の測定領域Ｚ２を通過する場合には、画像Ｂ２０、画像Ｂ２１、画像Ｂ２２及び画像Ｂ２３の順に撮像される。また、第１の対象物１１０が第１の測定領域Ｚ１を通過する場合には、画像Ｂ１０及び画像Ｂ１１の順に撮像される。
　このように、対象物の高さに応じて、撮像部２０によって取得された画像に含まれるライン光の像及び画像の遷移が異なることによって、測定部５０は、対象物に投影されたライン光の像が、第１のライン光Ｌ１の像及び第２のライン光Ｌ２の像のいずれであるかを判別することができる。
　〈実施の形態１の効果〉
　以上に説明した実施の形態１によれば、形状測定装置１００の撮像部２０は、第１の測定領域Ｚ１を通過する第１の対象物１１０を撮像し、且つ第２の測定領域Ｚ２を通過する第２の対象物１２０を撮像する。測定部５０は、第１の対象物１１０のうち第１のライン光Ｌ１が照射されている部分の第１の画像Ｂ１１に基づいて第１の対象物１１０の形状を測定する。また、測定部５０は、第２の対象物１２０のうち第２のライン光Ｌ２が照射されている部分の第２の画像Ｂ２２、Ｂ２３に基づいて第２の対象物１２０の形状を測定する。これにより、形状測定装置１００は、１つの撮像部２０によって、対象物の高さ方向における測定範囲を広げることができ、且つ対象物を高精度に測定することができる。よって、低コストで測定範囲を広げ、且つ高精度に対象物を測定する形状測定装置１００を提供することができる。
　また、実施の形態１によれば、１つの撮像部２０が、対象物の高さに応じた複数の測定領域（すなわち、第１の測定領域Ｚ１及び第２の測定領域Ｚ２）を有する。これにより、第１の測定領域Ｚ１を通過する対象物の形状を測定する場合及び第２の測定領域Ｚ２を通過する対象物の形状を測定する場合のいずれであっても、測定部５０において演算処理される画像の画素数は同じである。よって、測定部５０における計算負荷が低減され、測定部５０における計算処理を高速化することができる。
　また、実施の形態１によれば、形状測定装置に２つの撮像部が備えられている構成と比較して、２つの撮像部によって取得されたそれぞれの画像の同期制御が不要となる。よって、簡易な形状測定装置１００を提供することができる。したがって、実施の形態１によれば、低コストで、計算負荷が低減され、且つ簡易な形状測定装置１００を提供することができる。
　《実施の形態２》
　図７は、実施の形態２に係る形状測定装置２００及び対象物１１０をＸ軸方向に見た図である。図７において、図２に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態２に係る形状測定装置２００は、Ｚ軸方向において、第２の測定領域Ｚ２２の長さＡ２２と第１の測定領域Ｚ２１の長さＡ２１とが異なる点で、実施の形態１に係る形状測定装置１００と相違する。これ以外の点については、実施の形態２に係る形状測定装置２００は、実施の形態１に係る形状測定装置１００と同じである。
　図７に示されるように、形状測定装置２００は、投光部１０と、撮像部２２０と、測定部５０とを有する。
　撮像部２２０は、第１の測定領域Ｚ２１及び第２の測定領域Ｚ２２を通過する対象物１１０を撮像する。ここで、第１の測定領域Ｚ２１は、第１のライン光Ｌ１が通過する第１の平面Ｖ１と撮像部２２０の撮像視野Ｆ１とが交差する領域である。また、第２の測定領域Ｚ２２は、第２のライン光Ｌ２が通過する第２の平面Ｖ２と撮像部２２０の撮像視野Ｆ１とが交差する領域である。
　実施の形態２では、Ｚ軸方向において、第２の測定領域Ｚ２２の長さＡ２２は、第１の測定領域Ｚ２１の長さＡ２１と異なる。これにより、第２の測定領域Ｚ２２における分解能を、第１の測定領域Ｚ２１における分解能に対して変化することができる。図７に示す例では、長さＡ２１が、長さＡ２２より短い。ここで、第１の測定領域Ｚ２１及び第２の測定領域Ｚ２２のそれぞれの分解能は、撮像視野を画素数で割った値である。実施の形態２では、第１の測定領域Ｚ２１を通過する対象物１１０を撮像するときの画素数は、第２の測定領域Ｚ２２を通過する対象物１１０を撮像するときの画素数と同じである。そのため、長さＡ２１が長さＡ２２より短い場合、第１の測定領域２１における分解能の値は、第２の測定領域Ｚ２２における分解能の値より小さくなる。これにより、第１の測定領域Ｚ２１における分解能を、第２の測定領域Ｚ２２における分解能に対して高めることができる。
　第１のライン光Ｌ１の入射角、第２のライン光Ｌ２の入射角、撮像部２２０の位置及び撮像部２２０の光軸角度のうちの少なくとも１つが調整されることにより、長さＡ２１を長さＡ２２より短くすることができる。なお、長さＡ２２が長さＡ２１より短くてもよい。すなわち、長さＡ２１及び長さＡ２２のうち一方が、他方より短ければよい。なお、実施の形態２のように、長さＡ２１と長さＡ２２とが異なる場合、撮像部２０の焦点位置は、第１の測定領域Ｚ２１及び第２の測定領域Ｚ２２のうちＺ軸方向の長さが短い測定領域の範囲内に含まれていることが望ましい。
　〈実施の形態２の効果〉
　以上に説明した実施の形態２によれば、Ｚ軸方向において、第２の測定領域Ｚ２２の長さＡ２２は、第１の測定領域Ｚ２１の長さＡ２１と異なる。これにより、第１の測定領域Ｚ２１における分解能を、第２の測定領域Ｚ２２における分解能に対して変化することができる。
　Ｚ軸方向において、第１の測定領域Ｚ２１の長さＡ２１は、第２の測定領域Ｚ２２の長さＡ２２より短い。これにより、第１の測定領域Ｚ２１における分解能を、第２の測定領域Ｚ２２における分解能に対して高めることができる。
　《実施の形態３》
　図８は、実施の形態３に係る形状測定装置３００及び対象物１１０をＸ軸方向に見た図である。図８において、図２に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態３に係る形状測定装置３００は、第１のライン光Ｌ３１の焦点位置Ｇ１が第１の測定領域Ｚ１に含まれ、且つ第２のライン光Ｌ３２の焦点位置Ｇ２が第２の測定領域Ｚ２に含まれている点で、実施の形態１に係る形状測定装置１００と相違する。これ以外の点については、実施の形態３に係る形状測定装置３００は、実施の形態１に係る形状測定装置１００と同じである。
　図８に示されるように、形状測定装置３００は、投光部３１０と、撮像部２０と、測定部５０とを有する。
　投光部３１０は、コリメートレンズ及びシリンドリカルレンズを有し（例えば、上述した図２に示されるコリメートレンズ１０ｂ及びシリンドリカルレンズ１０ｃ）、当該コリメートレンズ及びシリンドリカルレンズのそれぞれの配置は、調整されている。コリメートレンズは、スポット光源から照射された光をコリメートする。シリンドリカルレンズは、コリメートレンズによってコリメートされた光のパターンをライン状に集光する。投光部３１０は、ライン状の光である第１のライン光Ｌ３１及びライン状の光である第２のライン光Ｌ３２を照射する。第１のライン光Ｌ３１及び第２のライン光Ｌ３２はそれぞれ、Ｙ軸方向に広がりを持つ。図８に示す例では、第１のライン光Ｌ３１のＹ軸方向の幅をｗ１、第２のライン光Ｌ３２のＹ軸方向の幅をｗ２とする。
　実施の形態３では、幅ｗ１が最も細くなる位置である第１のライン光Ｌ３１の焦点位置Ｇ１が、第１の測定領域Ｚ１内に含まれている。これにより、対象物１１０が第１の測定領域Ｚ１を通過する場合に、当該対象物１１０には、集光された第１のライン光Ｌ１が照射される。よって、対象物１１０に投影された第１のライン光Ｌ１の像の位置精度が向上するため、測定部５０における対象物１１０の高さＨ１の算出精度を向上させることができる。
　また、幅ｗ２が最も細くなる位置である第２のライン光Ｌ３２の焦点位置Ｇ２が、第２の測定領域Ｚ２内に含まれている。これにより、対象物が第２の測定領域Ｚ２を通過する場合に、当該対象物には、集光された第２のライン光Ｌ２が照射される。よって、第２の測定領域Ｚ２を通過する対象物に投影された第２のライン光Ｌ２の像の位置精度が向上するため、測定部５０における対象物の高さの算出精度を向上させることができる。
　例えば、投光部３１０に備えられているコリメートレンズ（図示せず）のＺ軸方向における位置を所定の位置に調整することで、焦点位置Ｇ１を第１の測定領域Ｚ１に含めることができ、且つ焦点位置Ｇ２を第２の測定領域Ｚ２に含めることができる。
　〈実施の形態３の効果〉
　以上に説明した実施の形態３によれば、第１のライン光Ｌ１の焦点位置Ｇ１が、第１の測定領域Ｚ１に含まれている。これにより、対象物１１０が第１の測定領域Ｚ１を通過する場合に、測定部５０における対象物１１０の高さＨ１の算出精度を向上させることができる。
　また、実施の形態３によれば、第２のライン光Ｌ２の焦点位置Ｇ２が、第２の測定領域Ｚ２に含まれている。これにより、対象物が第２の測定領域Ｚ２を通過する場合に、測定部５０における当該対象物の高さの算出精度を向上させることができる。
　《実施の形態４》
　図９は、実施の形態４に係る形状測定装置４００及び対象物１３０をＸ軸方向に見た図である。図９において、図２に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図２に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態４に係る形状測定装置４００は、第２の投光部３０及び第２の撮像部４０を更に有する点で、実施の形態１に係る形状測定装置１００と相違する。これ以外の点については、実施の形態４に係る形状測定装置４００は、実施の形態１に係る形状測定装置１００と同じである。
　図９に示される対象物１３０は、測定対象物の一例である。対象物１３０の形状は、実施の形態１の第１の対象物１１０及び第２の対象物１２０のそれぞれの形状と異なる。図９に示す例では、Ｘ軸方向に見たときの対象物１３０の形状は、台形である。すなわち、実施の形態４では、対象物１３０におけるＹ軸方向を向く側面１３２、１３３は、傾斜面である。実施の形態１に係る形状測定装置１００（例えば、図１及び２参照）が対象物１３０の形状を測定する場合、第１の撮像部２０は、－Ｙ軸方向を向く側面１３２に投影されたライン光のパターンを撮像することができる。しかし、＋Ｙ軸方向を向く側面１３３の勾配の大きさによっては、第１の撮像部２０は、側面１３３に投影されたライン光のパターンを撮像することができない。このように、対象物１３０の形状によっては、第１の撮像部２０によって撮像することができない死角となる領域（例えば、＋Ｙ軸方向を向く側面１３３）ができることがある。
　形状測定装置４００は、第１の投光部１０と、第１の撮像部２０と、第２の投光部３０と、第２の撮像部４０と、測定部５０とを有する。
　第２の投光部３０は、ライン状の光である第３のライン光Ｌ３及びライン状の光である第４のライン光Ｌ４を照射する。第３のライン光Ｌ３及び第４のライン光Ｌ４は、Ｘ軸方向に広がりを持つ光である。第３のライン光Ｌ３及び第４のライン光Ｌ４は、対象物１３０の表面に投影される。対象物１３０の表面に投影された第３のライン光Ｌ３及び第４のライン光Ｌ４のそれぞれの像の形状は、Ｘ軸方向に伸びるライン状である。
　第４のライン光Ｌ４は、走査方向であるＹ軸方向において、第３のライン光Ｌ３から離れた位置から照射される。第４のライン光Ｌ４は、Ｘ軸方向において、第３のライン光Ｌ３と平行である。なお、第４のライン光Ｌ４は、Ｘ軸方向に限らず、予め決められた一方向において、第３のライン光Ｌ３と平行であればよい。
　第２の投光部３０は、第１の投光部１０より＋Ｙ軸側に配置されている。第３のライン光Ｌ３及び第４のライン光Ｌ４の照射方向は、第１のライン光Ｌ１及び第２のライン光Ｌ２の照射方向と異なる。第３のライン光Ｌ３及び第４のライン光Ｌ４は、対象物１３０ののうち第１の撮像部２０によって撮像することができない＋Ｙ軸方向を向く側面１３３に照射されている。
　第２の撮像部４０は、第１の撮像視野Ｆ１と異なる第２の撮像視野Ｆ２を有する。第２の撮像視野Ｆ２の向きは、第２の投光部３０による第３のライン光Ｌ３及び第４のライン光Ｌ４の照射方向と異なる。第２の撮像部４０は、例えば、ＣＣＤイメージセンサを有するカメラである。第２の撮像部４０は、第３の測定領域Ｚ３を通過する対象物１３０を撮像する。ここで、第３の測定領域Ｚ３は、第３のライン光Ｌ３が通過する第３の平面Ｖ３と第２の撮像視野Ｆ２とが交差する領域である。第３の平面Ｖ３は、仮想のＸ－Ｚ平面である。図９に示す例では、基準面Ｓからの対象物１３０の高さＨ３は、第３の測定領域Ｚ３及び第１の測定領域Ｚ１に含まれる。なお、第３のライン光Ｌ３及び第４のライン光Ｌ４は、入射角によっては、Ｘ－Ｚ平面と平行にならない場合もあるが、Ｘ－Ｚ平面に沿って照射される。そのため、第３の平面Ｖ３及び後述する第４のライン光Ｌ４が通過する第４の平面Ｖ４のそれぞれを、「仮想のＸ－Ｚ平面」と称する。
　また、第２の撮像部４０は、第３の測定領域Ｚ３と異なる第４の測定領域Ｚ４を通過する対象物を撮像する。第４の測定領域Ｚ４は、第４のライン光Ｌ４が通過する第４の平面Ｖ４と第２の撮像視野Ｆ２とが交差する領域である。第４の平面Ｖ４は、仮想のＸ－Ｚ平面である。
　第４の測定領域Ｚ４は、第３の測定領域Ｚ３より第２の投光部３０側（すなわち、＋Ｚ軸側）に配置されている。第４の測定領域Ｚ４は、Ｚ軸方向において、第３の測定領域Ｚ３と隣接して配置されている。また、Ｚ軸方向において、第４の測定領域Ｚ４は、第３の測定領域Ｚ３と重なっていない。なお、第４の測定領域Ｚ４の大半が第３の測定領域Ｚ３と重なっていなければ、第４の測定領域Ｚ４の一部は、第３の測定領域Ｚ３と重なっていてもよい。すなわち、第４の測定領域Ｚ４は、第３の測定領域Ｚ３と重ならない領域を含んでいればよい。
　ここで、第４のライン光Ｌ４の入射角は、第３のライン光Ｌ３の入射角と異なる。これにより、第４の測定領域Ｚ４を、第３の測定領域Ｚ３と異なる領域とすることができる。実施の形態４では、第４のライン光Ｌ４は、基準面Ｓの法線に沿って、対象物１３０に入射しているため、第４のライン光Ｌ４の入射角は０度である。これに対して、第３のライン光Ｌ３の入射角は、０度より大きい。なお、第４のライン光Ｌ４の入射角は、第３のライン光Ｌ３の入射角と同じであってもよい。
　また、第２の撮像部４０の位置及び第２の撮像部４０の光軸角度が調整されることによって、第４の測定領域Ｚ４を、第３の測定領域Ｚ３と異なる領域とすることができる。また、第２の撮像部４０の光軸は、対象物１３０のＹ軸方向の中心を通って基準面Ｓに垂直な中心線Ｃを挟んで、第１の撮像部２０の光軸と反対側に配置されている。言い換えれば、第２の撮像部４０は、Ｙ軸方向において、第１の投光部１０及び第２の投光部３０を挟んで、第１の撮像部２０と反対側に配置されている。
　測定部５０は、第１の撮像部２０によって取得されたライン光の像を含む画像と第２の撮像部４０によって取得されたライン光の像を含む画像と基づいて、対象物１３０の形状を測定する。
　対象物１３０の高さＨ３が第１の測定領域Ｚ１及び第３の測定領域Ｚ３に含まれる場合、測定部５０は、対象物１３０のうちのライン光Ｌ１が照射されている部分である上面１３１の領域１３１ａの画像である第１の画像と、第３のライン光Ｌ３が照射されている部分である上面１３１の領域１３１ｂの画像である第３の画像とに基づいて、対象物１３０の形状を測定する。これにより、対象物１３０のうち第１の撮像部２０の死角となっている領域１３１ｂについては、第２の撮像部４０によって取得された第３の画像に基づいて、対象物１３０の形状を測定することができる。
　仮に、対象物１３０の高さＨ３が第２の測定領域Ｚ２及び第４の測定領域Ｚ４に含まれる場合、測定部５０は、対象物１３０のうちの第２のライン光Ｌ２が照射されている部分の画像である第２の画像と、第４のライン光Ｌ４が照射されている部分の画像である第４の画像とに基づいて、対象物１３０の形状を測定する。
　ここで、第１の撮像部２０によって取得された画像と第２の撮像部４０によって取得された画像とが共通する場合がある。この場合、測定部５０は、第１の撮像部２０によって取得された画像及び第２の撮像部４０によって取得された画像の両方に基づいて、対象物１３０の高さ情報を示すデータを算出する。なお、測定部５０は、第１の撮像部２０によって取得された画像と第２の撮像部４０によって取得された画像のうち一方の画像に基づいて、上記データを算出してもよい。
　〈実施の形態４の効果〉
　以上に説明した実施の形態４によれば、形状測定装置４００に第２の投光部３０及び第２の撮像部４０が備えられている。これにより、対象物１３０のうち第１の撮像部２０の死角となっている領域（具体的には、＋Ｙ軸方向を向く側面１３３）、すなわち、対象物１３０のオクルージョン部分の形状を測定することができる。
　１０　第１の投光部、　２０、２２０　第１の撮像部、　３０　第２の投光部、　４０　第２の撮像部、　５０　測定部、　１００、２００、３００、４００　形状測定装置、　１１０、１２０、１３０　対象物、　Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ２１、Ａ２２　長さ、　Ｂ１０、Ｂ１１、Ｂ２０、Ｂ２１、Ｂ２２、Ｂ２３　画像、　Ｆ１　第１の撮像視野、　Ｆ２　第２の撮像視野、　Ｇ１、Ｇ２　焦点位置、　Ｌ１、Ｌ３１　第１のライン光、　Ｌ２、Ｌ３２　第２のライン光、　Ｌ３　第３のライン光、　Ｌ４　第４のライン光、　Ｖ１　第１の平面、　Ｖ２　第２の平面、　Ｖ３　第３の平面、　Ｖ４　第４の平面、　Ｚ１、Ｚ２１　第１の測定領域、　Ｚ２、Ｚ２２　第２の測定領域。

Claims (9)

  1. 　ライン状の光である第１のライン光及びライン状の光である第２のライン光を照射する第１の投光部と、
    　第１の撮像視野を有し、前記第１のライン光が通過する第１の平面と前記第１の撮像視野とが交差する領域である第１の測定領域を通過する対象物を撮像し、前記第２のライン光が通過する第２の平面と前記第１の撮像視野とが交差する領域であり、前記第１の測定領域と異なる第２の測定領域を通過する前記対象物を撮像する第１の撮像部と、
    　前記第１の測定領域を通過する前記対象物の前記第１のライン光が照射されている部分の画像である第１の画像と前記第２の測定領域を通過する前記対象物の前記第２のライン光が照射されている部分の画像である第２の画像とに基づいて前記対象物の形状を測定する測定部と
    　を有することを特徴とする形状測定装置。
  2. 　前記対象物への前記第２のライン光の入射角である第２の入射角は、前記対象物への前記第１のライン光の入射角である第１の入射角以上である、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の形状測定装置。
  3. 　前記第２の入射角は、前記第１の入射角より大きい、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の形状測定装置。
  4. 　前記対象物が載せられた基準面からの前記対象物の高さの方向において、前記第２の測定領域の長さ及び前記第１の測定領域の長さのうち一方の長さが、他方の長さ以下である、
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の形状測定装置。
  5. 　前記第１の測定領域の長さは、前記第２の測定領域の長さより短い、
    　ことを特徴とする請求項４に記載の形状測定装置。
  6. 　前記第１のライン光の焦点位置が、前記第１の測定領域に含まれる、
    　ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の形状測定装置。
  7. 　前記第２のライン光の焦点位置が、前記第２の測定領域に含まれる、
    　ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の形状測定装置。
  8. 　ライン状の光である第３のライン光及びライン状の光である第４のライン光を照射する第２の投光部と、
    　前記第１の撮像視野と異なる第２の撮像視野を有し、前記第３のライン光が通過する第３の平面と前記第２の撮像視野とが交差する領域である第３の測定領域を通過する対象物を撮像し、前記第４のライン光が通過する第４の平面と前記第２の撮像視野とが交差する領域であり、前記第３の測定領域と異なる第４の測定領域を通過する前記対象物を撮像する第２の撮像部と
    　を更に有し、
    　前記測定部は、前記第１の画像、前記第２の画像、前記第３の測定領域を通過する前記対象物の前記第３のライン光が照射されている部分の画像である第３の画像、及び前記第４の測定領域を通過する前記対象物の前記第４のライン光が照射されている部分の画像である第４の画像に基づいて前記対象物の形状を測定する、
    　ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の形状測定装置。
  9. 　前記第３のライン光及び前記第４のライン光の照射方向は、前記第１のライン光及び前記第２のライン光の照射方向と異なる、
    　ことを特徴とする請求項８に記載の形状測定装置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008175625A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 Konica Minolta Sensing Inc 三次元測定装置及び携帯型計測器
JP2014130091A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Canon Inc 測定装置および測定方法
JP2020153718A (ja) * 2019-03-18 2020-09-24 株式会社リコー 測定装置及び造形装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6287153B2 (ja) 2013-12-12 2018-03-07 株式会社ニコン センサユニット、形状測定装置、及び構造物製造システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008175625A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 Konica Minolta Sensing Inc 三次元測定装置及び携帯型計測器
JP2014130091A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Canon Inc 測定装置および測定方法
JP2020153718A (ja) * 2019-03-18 2020-09-24 株式会社リコー 測定装置及び造形装置

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